размеры мозга у разных животных
Размеры мозга
Крошечные насекомые, хотя и имеют мозг размером с булавочную головку, могут быть так же умны, как и значительно большие животные. К таким выводам пришли ученые из колледжа королевы Марии, Лондонского университета.
Исследования неоднократно показывали, что некоторые насекомые способны к интеллектуальному поведению, которое ранее считалось уникальной способностью крупных животных. Медоносные пчелы, например, могут считать, классифицировать объекты, как собаки или люди, осознавать понятие «такой же» и «другой», различать симметричные и асимметричные формы.
Различия в размерах мозга животных огромны: мозг китов может весить до 9 кг (с более чем 200 миллиардами нервных клеток), человеческий мозг колеблется в пределах от 1,25 кг до 1,45 кг (с примерно 85 миллиардами нервных клеток). Мозг пчелы весит всего 1 миллиграмм и содержит менее чем миллион нервных клеток.
Хотя некоторое увеличение размеров мозга и влияет на интеллектуальные способности животного, но большинство этих различий направлено только на конкретную область мозга. Это явление можно наблюдать у животных с высоко развитыми чувствами (как зрение или слух), или животных способных делать очень точные движения. Увеличенный размер позволяет мозгу функционировать более детально, работать с более высоким разрешением, высокой чувствительностью или большей точностью.
Читка добавляет: «В мозгах большого размера мы часто не находим более сложные нейронные связи, а просто бесконечное повторение одних и тех же цепей, снова и снова. Они могут добавить подробностей к запоминаемым изображениям или звукам, но не добавляют какой либо степени сложности. Если провести аналогию с компьютерами, то больший мозг часто представляется как больший жесткий диск, а не лучший процессор»
Это должно означать, что мышление действительно может быть организовано очень ограниченным числом нейронов. Компьютерное моделирование показывает, что даже сознание может быть сгенерировано очень малыми нейронные цепями, которые теоретически могут легко вписаться в мозг насекомого.
В действительности, эти модели предполагают, что счет может быть реализован лишь несколькими сотнями нервных клеток, и всего лишь нескольких тысяч их может быть достаточно, чтобы генерировать сознание. Инженеры надеются, что такого рода исследования приведут к созданию умных вычислительных машин, с возможностью распознавания человеческой мимики и эмоций.
У кого самый большой мозг на планете — это интересно
На Земле проживает огромное количество обитателей, среди которых есть по-настоящему уникальные. Ученые уже много лет исследуют строение живых организмов, но так и не смогли разгадать большинство загадок. Однако они выяснили, чей мозг сегодня является наиболее тяжелым. Также исследования проводились и среди людей.
Обладатели самого крупного мозга
Ученые учитывали соотношение массы мозга и массы тела существ, чтобы выявить обладателей наиболее крупного мозга. Рекордсменкой среди позвоночных стала крошечная колибри, так как у нее соотношение оказалось 1/12. Беспозвоночные организмы показали другие результаты, поскольку мозг у них вовсе отсутствует, но имеется большое количество нервных сплетений и окончаний. Если брать во внимание массу нервных узлов, самым лучшим оказался результат у муравья, его показатели составили 1/4.
На заметку! Если к такому соотношению привести человека, то голова его была бы просто огромной, в 8 раз больше, чем на данный момент, а вес ее составил бы 20 кг.
Муравей и особенности мышления
Исследователи проводили различные эксперименты, чтобы понять, действительно ли муравьи разумны. Оказывается, эти существа, живущие в коллективе, могут получать информацию, проводить ее анализ и понимать задачи и цели.
По мере взросления муравьи проходят несколько этапов. Они постепенно знакомятся с новой информацией, долго обучаются. Но нервная система насекомых заставляет сомневаться в том, что они разумны в действительности. Ученые сделали вывод, что муравьи не в состоянии думать самостоятельно. По их мнению, колониальная сплоченность насекомых напоминает сеть Интернет, несколько объектов решают одну задачу одновременно, а по отдельности они не в состоянии этого сделать. Муравьев можно сравнить с мелкими частицами, и только вместе они составляют единое целое — общий мозг.
Интересные нюансы
Стало известно, что пропорции массы тела и мозга, как у человека, идеально совпадают с теми же параметрами рыбы-слона Мормируса: соотношение 38/1 и 50/1. Если рассматривать рыб, то именно данный представитель обладает самым большим мозгом.
На заметку! Беличья обезьяна Саймири среди приматов считается обладательницей крупнейшего мозга, соотношение массы ее мозга и тела составляет 1/17.
Владельцы большого мозга и их особенности
При проведении исследований над различными животными ученые сделали вывод, что соотношение массы мозга и тела оказывает сильное влияние на контроль поведения. Владельцы крупного мозга умеют совладать с собой и собственными эмоциями. К примеру, волки, обезьяны и собаки намного разумней, чем огромные слоны.
На заметку! Если рассматривать наземные организмы, то самый большой мозг у Индийского слона. Поразительные размеры имеет и мозг кита Physeter Macrocephalus, его масса более 9 кг. Причем у разных китов параметры могут существенно отличаться.
Ученые отметили, что мозг дельфина-белухи весит более 2 кг, а у афалины — всего 1,5 кг, разница очевидна.
У человека тоже показатели вполне выдающиеся, масса его мозга может варьироваться от 1 до 2 кг.
Люди и рекордные показатели размера мозга
В процессе многочисленных исследований было выяснено, что масса мозга человека подвергается влиянию различных факторов. К примеру, у мужчин более выигрышное положение по сравнению с женщинами, так как вес их мозга больше в среднем на 150 грамм. Если же рассматривать разные расы, то кардинальных отличий в этом вопросе нет.
Немного из истории
Это интересно! Считается, что среди людей наиболее крупным был мозг у Тургенева.
Вывод
Конечно, можно считать, что чем больше мозг по отношению к массе тела, тем живой организм умнее, но ученым доказать это пока не удалось. Слишком много факторов нужно учитывать во время исследований.
Размеры мозга у разных животных
Рис. I-7. Сравнительные размеры спинного и головного мозга у животных различных групп.
Головной и спинной мозг почти равны по массе у лягушки (а); у зелёной мартышки и игрунки масса головного мозга намного превышает массу спинного (6, в). Спинной мозг змеи по размерам и массе во много раз превышает головной мозг (г).
Приматы (мелкие) 1/40
Домашняя кошка 1/80
Одним из рекордсменов в этой области является колибри. Масса мозга колибри составляет 1/12 массы тела. Для птиц и млекопитающих это рекордное отношение, поскольку оно больше только у ново-рождённого ребёнка (1/7), но новорождённый не может самостоятельно выжить. Колибри считается животным с максимальной относительной массой мозга (см. рис. I-6). Однако в этих схемах не учитываются масса периферической нервной системы и её роль в метаболизме. Если добавить к мозгу колибри ещё и массу её периферической нервной системы, то общее отношение нервная система/тело станет 1/6.
Интересно отметить, что у многих беспозвоночных животных отношение массы мозга к массе тела ненамного отличается от этого показателя у теплокровных позвоночных. Если за головной мозг членистоногих принять головные ганглии с нейрогемальным органом, то его массе могут «позавидовать» многие позвоночные. Так, у рабочей пчелы отношение масса головных ганглиев/масса тела будет 1/130, у муравья — 1/140, у одиночной осы — 1/300, у майского жука и жука-плавунца — 1/4000. Иначе говоря, головные ганглии пчелы и муравья сопоставимы с относительными размерами головного мозга оленя, а одиночной осы — с мозгом льва. Вместе с тем масса туловищных ганглиев беспозвоночных почти всегда превышает массу головного мозга. Если учесть их размеры, то пропорция масса нервной системы/масса тела примет очень неожиданный вид — она достигнет уровня высших млекопитающих. Для пчёл, муравьев, одиночной осы, майского жука и плавунца она составит 1/40,1/45,1/100 и 1/1200 соответственно. Сопоставив эти отношения с аналогичными у приматов, мы получим неприятную «закономерность»: жуки-плавунцы и высшие приматы объединятся в общем «церебральном индексе», что подчеркнёт сомнительную ценность этого параметра для оценки интеллекта. Массовые отношения тела и мозга только косвенно отражают основные тенденции эволюции мозга.
У млекопитающих отношение массы мозга к массе периферической нервной системы имеет ряд особенностей. Головной и спинной мозг в этой группе может превышать массу всей остальной нервной системы. В этом случае отношение мозг/периферическая нервная система может изменяться в пределах от 3/1 до 1/5. Причины таких колебаний скрываются в размерах тела и мозга млекопитающих. Землеройки имеют небольшую массу тела и незначительные размеры периферической нервной системы, отношение мозг/периферическая нервная система будет у них около 3/2.
Однако мозг землероек относительно массы тела очень велик, что принципиально меняет вид пропорции. Общее отношение нервная система/тело с учётом периферической нервной системы станет примерно 1/7.
Совершенно иная ситуация у крупных млекопитающих. Хоботные и китообразные имеют огромный мозг (см. рис. I-6) и огромную массу тела.
Для обслуживания столь крупного тела необходима крайне развитая периферическая иннервация. Приблизительное отношение мозг/ периферическая нервная система приближается к 1/2. Это значит, что у кита-финвала общая масса нервной системы может превышать 20 кг. Для оценки реальных размеров всей нервной системы необходимо учитывать несколько параметров одновременно.
Первым параметром является абсолютная масса мозга, вторым — масса периферической нервной системы, третьим — масса тела животного. Только учёт всех перечисленных параметров даст реальную долю энергетических затрат на содержание мозга. Масса головного мозга различных животных представлена в табл. 1. Из табл. 1 видно, что мозг млекопитающих может различаться по массе в 10 000 раз. Это разнообразие соответствует разнообразию размеров животных. Однако каждый вид весьма неоднороден. Он состоит из подвидов и пород, которые имеют существенные различия как по размерам тела, так и по объёму мозга.
Таблица 1. Абсолютная масса головного мозга у животных разных видов
Продолжение таблицы 1
Примером таких различий могут служить собаки. Их мозг может различаться по массе в несколько раз. Самая маленькая масса мозга собаки, которая была описана в литературе, составляла 41,5 г, а самая большая — 212 г (Петропавловский, 1904). Табл. 2 поясняет внутривидовую изменчивость мозга собак.
Таблица 2. Средние величины массы головного мозга породистых и беспородных собак
Показательно процентное соотношение массы мозга и массы тела. Минимальное соотношение 0,2 выявлено у крупных собак, масса тела которых составляет 28–44 кг. Для особей с массой меньше 2,5 кг оно увеличивается до 2,9. Следовательно, масса мозга по отношению к единице массы тела уменьшается в соответствии с увеличением размеров животного. Однако у щенков и взрослых собак одной и той же породы отношение массы мозга к массе тела практически одинаково. Это отличает индивидуальное развитие собак от развития мозга обезьян и человека.
У обезьян и человека плод рождается с большим мозгом и маленькой массой тела, а затем масса тела возрастает намного быстрее, чем мозг. Головной мозг подвержен половому диморфизму. У самок мозг обычно на 10–12 г
меньше, чем у самцов. Суки обычно мельче, чем кобели, а их относительная масса мозга больше.
Весьма любопытны различия в этом плане породистых и беспородных собак. Средняя масса мозга в выборках беспородных собак колеблется от 42 до 118 г, а породистых — от 41,5 до 212 г. Породистые животные имеют большую амплитуду изменчивости головного мозга, чем беспородные. По- видимому, у одичавшей в Австралии собаки Динго мозг ещё более однороден по массе, чем у беспородных городских собак. Возврат к природным формам уменьшает искусственно созданное разнообразие.
Надо отметить, что у породистых собак относительная масса мозга почти в 2 раза меньше, чем у беспородных.
Существует индивидуальная изменчивость размеров мозга у различных видов в природе. В специальных исследованиях на 25 зайцах-русаках (Lepus europaeus), проведённых в Польше, показана существенная
изменчивость мозга. При средней массе мозга 15,3 г были найдены особи с мозгом массой 12 и 17 г. Известны вариации в массе мозга у приматов, хищных, копытных и сумчатых; они обычно не превышают 2024 %.
Сходная изменчивость обнаружена и в массе мозга птиц, которые обитают в Европе и Америке (Lefebvre ef al., 1997).
Размеры мозга у разных животных
Сейчас многие недобросовестные люди используют давно устаревшую теорию о зависимости размера мозга и интеллекта, вбрасывая эту ошибочную информацию, они отвергают все разумные доводы и при спорах с противоположным полом и парируют именно этими искаженными данными. При этом не учитываются все современные исследования и данные, они просто им не выгодны. Поэтому мы приводим здесь научные данные о мозге, его размерах и как это влияет на интеллект.
Миф: Уровень интеллекта зависит от размера мозга (взято с научного блога)
Этот миф был развенчан давным-давно, но до сих пор некоторые люди считают, что между интеллектуальными способностями и “увесистостью“ мозга есть некая взаимосвязь. На самом же деле достаточно вспомнить тот факт, что мозг кашалота в пять раз тяжелее мозга человека, но кашалотов пока среди известных ученых не наблюдалось…
Что действительно играет роль, так это отношение массы мозга к массе тела. Чем меньше соотношение, тем умнее существо. У человека это соотношение составляет 1:50, а у животных колеблется от 1:80 до 1:200.
Оказывается, что разумность как раз зависит не сколько от размеров и веса мозга, столько от соотношения его веса с общим весом всего тела. И вот тут уж человеку нет равных!
В общем, наши единственные и ближайшие «по уму» родственники – это дельфины, вес мозга некоторых видов которых достигает 1700 гр., при весе тела около 135 кг.
А вот интересно, существует ли разница в весе мозга, так сказать, внутри рода человеческого? Оказывается да, существует!
Но, поверьте, вес мозга не самое главное. Так вот, специально для всевозможных националистов, фашистов, и прочих «*истов», уже радостно потирающих свои потные ручёнки:
УРОВЕНЬ ИНТЕЛЛЕКТА НЕ ЗАВИСИТ ОТ РАЗМЕРОВ И ВЕЛИЧИНЫ МОЗГА, А ЗАВИСИТ ОН ОТ ОТДЕЛЬНЫХ ЕГО УЧАСТКОВ – ТАК НАЗЫВАЕМОГО СЕРОГО ВЕЩЕСТВА, ГДЕ ОСОБЕННО ГУСТО СОСРЕДОТОЧЕНЫ НЕЙРОНЫ, А ТАК ЖЕ ОТ КОЛИЧЕСТВА СВЯЗЕЙ МЕЖДУ ЭТИМИ НЕЙРОНАМИ.
В общем, повторюсь: мыслительные способности зависят не столько от величины мозга, сколько от числа связей между нейронами. И вообще, некоторые исследователи склоняются к мысли, что наличие или отсутствие тех или иных способностей у человека определяется наличием или отсутствием в мозге неких особых структур.
Продолжаем.
Вообще, наш мозг – штука довольно таки энергоемкая и энергопотребляющая. Например, «отдыхающий» мозг потребляет 9% всей энергии организма и 20% кислорода, а «работающий», то есть думающий мозг, расходует около 25% от всех поступающих в организм питательных веществ и примерно 33% так необходимого организму кислорода. В общем, получается, что думать то и не очень то и выгодно! И даже, возникает вопрос: а зачем нам тогда такой большой и «прожорливый» мозг?
Средняя масса головного мозга человека равна 1310 г. с индивидуальными колебаниями от 900 до 2000 г. Прямая связь массы мозга и одаренности человека не подтверждается, хотя одаренные люди имеют головной мозг с массой больше средней. Относительная плотность головного мозга составляет 1,038-1,041, что позволяет вычислить массу мозга, исходя из объема черепа. Масса мозга на 10-16% меньше вместимости черепа.
Талантливые писатели и ученые обладают мозгом различной массы, и размер головного убора также не может быть критерием интеллектуальных способностей его владельца. Небольшой список известных своими достижениями людей подтверждает этот вывод.
Масса мозга обывателей не уступает, а часто и превосходит массу мозга самых выдающихся личностей. В известной работе Бишоффа (Bischoff, 1880) было исследовано около 2000 экземпляров мозга людей. Самая большая масса мозга оказалась у рабочих, а не у дворян или ученых. Мозг И.С.Тургенева отличается от мозга А.Франса почти в 2 раза. Это огромное различие по массе не сказалось на возможностях писателей. По-видимому, талант не зависит от массы мозга. Однако интеллектуальные способности в других областях человеческой деятельности у этих писателей существенно различались. Следовательно, необходимо искать иные критерии интеллектуальных способностей людей.
Женщины способны поднять IQ коллектива. Новости науки
Чем больше в группе женщин, тем быстрее и проще решаются интеллектуальные задачи
Такую зависимость обнаружили американские ученые, чья работа опубликована в журнале Science. Они решили проверить, действительно ли у группы людей появляется некий постоянный IQ, как у отдельного человека.
Добровольцев разделили на группы по трое и предложили им сообща выполнять интеллектуальные задания: решать головоломки, задачи и играть в шахматы с компьютером. Гипотеза ученых подтвердилась: уровень коллективного интеллекта оставался одинаковым при выполнении разных заданий. Но, как выяснилось, он не сводится к среднему арифметическому IQ членов группы.
Среди факторов, повышающих коллективный интеллект, — количество женщин в команде. Как пишут ученые, скорее всего, это связано с тем, что женщины более склонны переживать за успех общего дела, чем мужчины.
Источник: Anita Williams Woolley et al. Evidence for a collective intelligence factor in the performance of human groups// Sciencepublished online September 30, 2010.
Единственный человек без мозга живет и удивляет ученых
ИТАР-ТАСС
Мозг – пожалуй, самый важный орган человека. Он управляет нашим телом, он отвечает за наше сознание и эмоции. Мозг – это, собственно, и есть человек. И так долгое время считали все ученые мира, пока в правиле не появилось исключение, заставившее ученых пересмотреть этот постулат.
Величина мозга прямо пропорциональна интеллекту животных
В мире животных масса мозга варьируется от 9 кг у кашалота до 0,00028 г у муравья. В большинстве случаев масса головного мозга пропорциональна размеру тела, однако из этого правила есть ряд исключений: так, мозг людей и дельфинов достаточно велик по сравнению с телом, а мозг китов и бегемотов относительно мал. Гипотеза о том, что размер мозга коррелирует с уровнем интеллекта, существовала давно, и биологи на протяжении многих лет пытаются ее доказать — например, было обнаружено, что чем крупнее мозг птицы, тем лучше она приспосабливается к окружающей среде.
Группа американских исследователей выясняла, действительно ли головастые животные обладают особым интеллектом, помогающим им решать сложные задачи. Результаты исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Наиболее продуманным биологи считают поведение хищников — в частности, коллективная охота требует четкого распределения обязанностей внутри стаи.
Именно поэтому плотоядные животные стали идеальным объектом для исследования связи между размером мозга и способностью искать оптимальные решения проблем в различных ситуациях.
В эксперименте участвовали 140 особей 39 различных видов, среди которых были белые медведи, песцы, тигры, речные выдры, пятнистые гиены, панды, снежные барсы и росомахи. Каждый зверь должен был открыть замок-задвижку на металлической коробке, внутри которой лежала еда: бамбук — для панды, мясо — для тигров. На решение задачи у хищников было 30 минут. За это время 49 особей 23 видов (35% от всех участников эксперимента) успешно справились с заданием.
Одна из участниц эксперимента — пятнистая гиена — смотрит на закрытую клетку с едой
Наибольшего успеха достигли представители семейств медвежьих (участвовавшие в опыте медведи разных видов достали еду в 70% случаев), енотовых (в 54% случаев) и куньих (47% выполнения). Неудачнее всего выступили сурикаты и мангусты — они ни разу не смогли открыть задвижку.
В целом же — если не принимать во внимание уникальный случай медведей, которые обладают большим по отношению к телу мозгом, — крупные животные справились с заданием хуже, чем мелкие.
Исследователи решили исключить другие факторы, которые могли повлиять на успешность выполнения задания. Например, на способность открыть задвижку может влиять ловкость — качество, свойственное енотовидным и приматам, — однако доказательств этой теории получено не было.
Далее биологи предположили, что размеры конкретных областей мозга влияют на интеллект животных больше, чем общий объем мозга. Чтобы проверить это, ученые использовали виртуальные эндокранные слепки (слепки внутренней полости черепной коробки) 17 видов плотоядных для измерения объема четырех областей головного мозга, однако это ни к чему не привело — теория также была не доказана.
Еще одна гипотеза состояла в том, что
на интеллект животных может влиять сложность их социальной организации: так, гиены живут в кланах со строгой иерархией, а сурикаты объединяются в колонии.
Результаты работы, однако, показали, что «структура общества» животных никак не влияет на их интеллект. Проделав это масштабное исследование, ученые пришли к выводу: на способность животных решать сложные задачи действительно влияет общий объем головного мозга.
Одна из авторов исследования Кэй Хоулкамп (Университет штата Мичиган) поясняет: «Среди ученых, изучающих приматов, популярна так называемая гипотеза социального мозга, утверждающая, что увеличение объема мозга — результат эволюционного процесса, направленного на борьбу с проблемами в социальной сфере. Согласно этой гипотезе, появление интеллекта у животных должно помочь им реагировать на поведение сородичей и даже манипулировать их действиями. Если гипотеза социального мозга верна, то можно было бы ожидать, что виды, которые живут в больших социальных группах, будут умнее. Как бы то ни было,
мы не нашли никаких доказательств того, что гипотеза социального мозга верна: размер социальной группы не влияет на способность животного решать сложные задачи».
Таким образом американским биологам удалось опровергнуть гипотезу социального мозга, которая ставилась под сомнение и раньше. Гипотеза социального мозга впервые была предложена британским антропологом Робином Данбаром. Именно он первым предположил, что человеческий интеллект развивался в первую очередь как средство для создания и поддержания большой социальной группы. А когда группа сформировалась, ее члены, в свою очередь, начинают отдавать преимущество более умным особям, и благодаря этому интеллект развивается еще сильнее. Данбар также утверждал, что количество социальных связей, которые может поддерживать живое существо, напрямую зависит от размера его неокортекса — коры головного мозга. Это утверждение проверить достаточно просто, и биологи уже указывали на то, что, например, сурикаты общаются с гораздо большим количеством сородичей, чем, согласно концепции Данбара, должен позволять размер их мозга.